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王则青, 徐海祥, 余文曌, 杜哲, 王红梅
WANG Zeqing, XU Haixiang, YU Wenzhao, DU Zhe, WANG Hongmei
摘要: 多自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicles, AUV)协同作业在水下作战领域展现出广阔的应用前景。针对具有模型不确定性和未知环境扰动的欠驱动多AUV三维编队控制问题,提出一种双环指定时间编队控制方法。为解决AUV欠驱动问题,建立AUV运动数学模型并引入欠驱动坐标变换。为降低模型不确定性和未知环境扰动对系统的不利影响,设计固定时间扩张状态观测器对其进行估计与补偿。为实现多AUV编队的指定时间收敛,设计由外环控制律与内环控制律组成的双环指定时间控制器。其中,外环控制律调节AUV的期望速度以实现编队目标,而内环控制律则负责跟踪AUV的期望速度。理论分析表明,新方法能够确保系统在指定时间内收敛;仿真结果显示,与有限时间和固定时间控制相比,新方法能够实现系统的指定时间收敛,进一步提高系统的收敛速度,为协同性要求较高任务下的多AUV编队控制提供新思路。
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